Elektroliza je elektrokemijski proces pri kojem se uz pomoć vanjskog izvora struje na elektrodama (katodi i anodi) vrše reakcije oksidacije i redukcije.
Prijenosni brojevi iona omjeri su ukupne struje koju taj ion nosi tijekom elektrolize. Različiti ioni nose različite omjere struje zato što se različiti ioni kreću različitim brzinama pri istom naponu. Općenito, kationi i anioni nemaju jednake prijenosne brojeve.
Volt (V) je izvedena SI jedinica električnog potencijala. Definiran je potencijalom između dviju točaka električnog vodiča kojim prolazi struja jakosti jedan amper, a utrošena snaga između tih točaka je jedan vat (V = W/A). Ime je dobila u čast talijanskog fizičara Alessandra Volte (1745.-1827.).
Elektrolitska ćelija je ćelija u kojoj se električna energija pretvara u kemijsku. Kemijske reakcije se ne dešavaju spontano, već se odvijaju na račun struje koju u ćeliju šalje vanjski izvor i vrši elektrolizu. Promjena slobodne Gibbsove energije ukupnog procesa pozitivna je. Koriste se za elektrolizu tvari ili za spremanje električne energije pretvorbom u kemijsku (akumulatori).
Elektronegativnost je snaga kojom atom pojedinog elementa privlači elektrone. Primjerice, u klorovodiku atom klora je mnogo negativniji od atoma vodika i molekula je polarna, s negativnim nabojem na atomu klora. Elementi s velikom elektronegativnošću lako tvore negativne ione.
L. Pauling je, određivanjem energije kemijske veze, dao svoju skalu relativnih elektronegativnosti. Na toj skali fluor ima najveću elektronegativnost (4), a francij najmanju (0.7).
Što atom ima veću elektronegativnost, to jače privlači elektrone, a što je veća razlika u elektronegativnosti između elemenata, to je veći stupanj ionskog karaktera veze između njihovih atoma. Kad je razlika u relativnoj elektronegativnosti 1.9, udio je ionskog karaktera veze oko 50 %.
Fajansova pravila, koja je formulirao američki kemičar poljskih korijena Kazimierz Fajans (1887-1975), pomažu u procjeni udjela ionske u kovalentnoj vezi kao posljedice polarizacije iona. Kovalentni karakter je to vjerovatniji:
1. ako je naboj iona velik
2. ako je pozitivni ion mali, a negativni velik
3. ako pozitivni ion nema u vanjskoj ljusci konfiguraciju plemenitog plina
Faradayevi zakoni elektrolize su dva zakona koja je formulirao britanski kemičar i fizičar Michael Faraday (1791.-1867.):
1. Količina tvari koja se izluči na elektrodi proporcionalna je količini naboja (Q = I·t) koja je protekla tijekom elektrolize.
gdje je z = broj elektrona koji se izmijeni u reakciji a F = Faradayeva konstanta i iznosi 96 487 C mol-1.
2. Mase elemenata koje se izluče s istom količinom struje su direktno proporcionalnu njihovim kemijskim ekvivalentima.
Prolaskom struje od 96 487 C u prvom elektrolizeru razvit će se 1 mol Ag i 1/4 mol O2 a u drugom 1/2 mol Cu i 1/4 mol O2. Relevantne polureakcije su
Gorivi članci su naprave koje pretvaraju kemijsku u električnu energiju. Razlikuju se od baterija po tome što se proces pretvorbe odvija sve dotle dok se u članak dovode gorivo i oksidirajuće sredstvo, dok je baterija napravljena s ograničenom količinom kemikalija, te je ispražnjena kada sve kemikalije izreagiraju. Gorivi članak je galvanski članak u kojem se na elektrodama odvijaju spontane reakcije. Gorivo (uglavnom vodik) oksidira se na anodi, a oksidans (gotovo uvijek kisik ili zrak) reducira se na katodi.
Neki gorivi članci koriste kao elektrolit vodene otopine, on može biti kiseli ili alkalni, a može biti i ionski vodljiva membrana namočena vodenom otopinom. Ovakvi gorivi članci rade na relativno niskim temperaturama, od sobne temperature do temperature vrenja vode. Neki gorivi članci kao elektrolit koriste taline soli (posebno karbonata) i rade na temperaturi od nekoliko stotina Celzijevih stupnjeva. Drugi koriste ionski vodljive čvrste tvari a rade na temperaturama blizu 1 000 °C.
Geigerov brojač (Geiger Millerov brojač) uređaj je za određivanje i mjerenje ionizirajuće radijacije. Sastoji se od cijevi s plinom pri niskom tlaku (obično argon ili neon s metanom) u kojoj se nalaze cilindrična katoda kroz čiji centar prolazi anoda u obliku tanke žice. Između elektroda narinuta je razlika potencijala od oko 1 000 V. Kroz prikladan otvor (prozor) u cijev ulazi ionizirana čestica ili foton izazivajući nastanak iona a jaka potencijalna razlika će ga usmjeriti na odgovarajuću elektrodu što će izazvati lančanu ionizaciju. Konačni strujni puls može se brojati odgovarajućim elektronskim krugom ili jednostavno preusmjeriti na zvučnik instrumenta. Uređaj je izmislio 1908. njemački fizičar Hans Geiger (1882.-1945.), a 1928. zajedno s W. Mullerom ga je unaprijedio.
Generalić, Eni. "Ionska struja." Englesko-hrvatski kemijski rječnik & glosar. 29 June 2022. KTF-Split. {Datum pristupa}. <https://glossary.periodni.com>.
Glosar
Periodni sustav